,化 工 原 理,
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第三节 对流传热一,对流传热的机理对流传热较多发生在固体壁面和流体之间 。
无相变 强制对流 ； 有相变 液体沸腾自然对流 蒸汽冷凝以无相变,强制对流为例：
对流是由于质点相对位移而产生的热交换,它与流体流动状况有密切关系 。
流体边界层?传热边界层层流底层,无 y向速度梯度,热传导过渡层：开始出现 y向速度梯度热传导 （ 有温度差就存在 ）
对流
dtQS
dy
dteS
dy?
e
dt
Q e S
dy
dt dt dt
Q
dy dy dy
滞 过 湍湍流主体：
由于 相同：
形成了热边界层二,对流传热速率与传热膜系数 （ 对流传热系数 ）
一般采用牛顿冷却公式：
Tw 壁温,T流体主体温度 （ 同一截面 ）,
传热膜系数,dS微元面积
的关联式：
不同壁面温度差不同－局部性质 使用 dS
冷热流体的 S不同
i w i
o w o
Q T T dS
Q t t dS
wd Q d S T T
：单位面积壁面,单位温差下传热速率
W/m2k
理论上?的求取：边界层壁面附近温度梯度与 T-Tw,求出?
d dS ww
ww
dt
dydt
Q dS T T
dy T T
第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第四节 两流体间的传热一,传热基本方程和传热系数实际过程的传热计算主要依靠几个关系热衡算传热速率方程传热膜系数关联式
i w i
o w o w w m
m
d Q T T d S
t t d S T t d S
S
若无热损失平均传热面积
*
0
1 2 3 1 2
1 1 1
( 1 )
( 2)
i
i i m o o
i S S
T t T t T t
dQ
R
dS dS dS KdS
dQ KdS T t
dS dS
R R R R R R
有基准问题，取若存在污垢：
二,传热系数 K,w/m2k
K与一定的表面积相关联 （ 取基准 ）
阻力为各部分的加和
K代表局部性质 （ 局部性质 ）?dS
一般的处理方法为：定性温度? 物性参数
平均?
11
o i m
oo
i i m o
d S d S d S
d S d S
K d S d S
平壁：
圆筒壁：
1
iRK
,io
omQ K S t
强化传热中的 K：从热阻大的一方入手问题归结为求取 K（?） 和
K值范围：水－水 850－ 1700
气－水 17－ 280
气－气 12－ 35
冷凝汽－水 1420－ 4250
,io
io
K
K K K
与 有关：
，,接近 较小的一个
mt?
三,平均温度差
1,恒温差传热液体在恒定沸腾温度 t蒸发饱和蒸汽加热,T下冷凝
2,变温差传热,随位置改变热流体质量流量 mS1,比热 Cp1
冷流体质量流量 mS2,比热 CP2
条件,CP为均值； mS为常数； K为常数
(无热损失 )
Q K S T t
mt?
t?
12
1 1 1
1 1 2
12
12
12
12
S p S p
S p S p
TT
t T t
t T t
d Q m c d T m c d t
d Q m c d T m c d t
按热流方向：
逆流：
并流：
2 2 1 1
1 1 2 2
21
11
11
.
S p S p
S p S p
d t dT dt dQ
m c m c
d t dT dt dQ
m c m c
d t d ttt
c ons t
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逆流：
并流：
2
1
21
21
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( 1 ),
1
l n( / )
l n( / )
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to
m
m
K c ons t
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dS
K t Q
tt
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tt
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0,
0,
0,
S p S p
S p S p
d t t t
m c m c d t t t
m c m c d t t t
对于并流：
对于逆流：
，
，
2
1
2
1
21
21
2
2 1 1 2
2 1 1 2
( 2),
l n( / )
tS
to
t
t
K a b t a b
dt tt
dS
K t Q
dt tt
S
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K t K t
QS
K t K t
,为常数
1
2
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( 3 )
S
o
T
Sp
T
K
dQ
S d S
K T t
dT
wc
K T t
为变数
21
11
12
21
3
,
m m
tt
tt
P
Tt
TT
R
tt
f P R
逆
、错流与折流
，：温差修正系数冷流体温升
＝
最初温差热流体温降
＝
冷流体温升查图
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第三节 对流传热一,对流传热的机理对流传热较多发生在固体壁面和流体之间 。
无相变 强制对流 ； 有相变 液体沸腾自然对流 蒸汽冷凝以无相变,强制对流为例：
对流是由于质点相对位移而产生的热交换,它与流体流动状况有密切关系 。
流体边界层?传热边界层层流底层,无 y向速度梯度,热传导过渡层：开始出现 y向速度梯度热传导 （ 有温度差就存在 ）
对流
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滞 过 湍湍流主体：
由于 相同：
形成了热边界层二,对流传热速率与传热膜系数 （ 对流传热系数 ）
一般采用牛顿冷却公式：
Tw 壁温,T流体主体温度 （ 同一截面 ）,
传热膜系数,dS微元面积
的关联式：
不同壁面温度差不同－局部性质 使用 dS
冷热流体的 S不同
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：单位面积壁面,单位温差下传热速率
W/m2k
理论上?的求取：边界层壁面附近温度梯度与 T-Tw,求出?
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第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第四节 两流体间的传热一,传热基本方程和传热系数实际过程的传热计算主要依靠几个关系热衡算传热速率方程传热膜系数关联式
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有基准问题，取若存在污垢：
二,传热系数 K,w/m2k
K与一定的表面积相关联 （ 取基准 ）
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K代表局部性质 （ 局部性质 ）?dS
一般的处理方法为：定性温度? 物性参数
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圆筒壁：
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强化传热中的 K：从热阻大的一方入手问题归结为求取 K（?） 和
K值范围：水－水 850－ 1700
气－水 17－ 280
气－气 12－ 35
冷凝汽－水 1420－ 4250
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与 有关：
，,接近 较小的一个
mt?
三,平均温度差
1,恒温差传热液体在恒定沸腾温度 t蒸发饱和蒸汽加热,T下冷凝
2,变温差传热,随位置改变热流体质量流量 mS1,比热 Cp1
冷流体质量流量 mS2,比热 CP2
条件,CP为均值； mS为常数； K为常数
(无热损失 )
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逆
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，：温差修正系数冷流体温升
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最初温差热流体温降
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冷流体温升查图
